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The Carologistics team participates in the RoboCup Logistics League for the seventh year. The RCLL requires precise vision,
manipulation and path planning, as well as complex high-level decision
making and multi-robot coordination. We outline our approach with an
emphasis on recent modifications to those components.
The team members in 2018 are David Bosen, Christoph Gollok, Mostafa
Gomaa, Daniel Habering, Till Hofmann, Nicolas Limpert, Sebastian Schönitz,
Morian Sonnet, Carsten Stoffels, and Tarik Viehmann.
This paper is based on the last year’s team description.
Die Erfindung betrifft ein Bussystem enthaltend Busleitungen, an denen eine Anzahl von Busteilnehmern über einen Transceiver anschließbar sind, wobei der Transceiver eine bidirektionale Kommunikation zwischen mindestens zwei Busteilnehmern bewirkt, wobei auf einer busabgewandten Seite des Transceivers sich an denselben eine Zwischenbrückeneinheit anschließt, die mindestens zwei Sender-/Empfänger-Paare enthaltend jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweist, wobei der Sender einen Senderoszillator, eine Amplituden- und/oder Phasen- und/oder Frequenzmodulator sowie eine Antenne aufweist und wobei der Empfänger einen Mischer aufweisenden Demodulator sowie eine Antenne aufweist, wobei ein erstes Sender-/Empfänger-Paar über eine Funkschnittstelle mit dem zweiten Sender-/Empfänger-Paar miteinander gekoppelt sind.
BACKGROUND: Muscle stretch reflexes are widely considered to beneficially influence joint stability and power generation in the lower limbs. While in the upper limbs and especially in the muscles surrounding the shoulder joint such evidence is lacking. OBJECTIVE: To quantify the electromyographical response in the muscles crossing the shoulder of specifically trained overhead athletes to an anterior perturbation force. METHODS: Twenty healthy male participants performed six sets of different external shoulder rotation stretches on an isokinetic dynamometer over a range of amplitudes and muscle pre-activation moment levels. All stretches were applied with a dynamometer acceleration of 10,000∘/s2 and a velocity of 150∘/s. Electromyographical response was measured via sEMG. RESULTS: Consistent reflexes were not observed in all experimental conditions. The reflex latencies revealed a significant muscle main effect (F (2,228) = 99.31, p< 0.001; η2= 0.466; f= 0.934) and a pre-activation main effect (F (1,228) = 142.21, p< 0.001; η2= 0.384; f= 1.418). The stretch reflex amplitude yielded a significant pre-activation main effect (F (1,222) = 470.373, p< 0.001; η2= 0.679; f= 1.454). CONCLUSION: Short latency muscle reflexes showed a tendency to an anterior to posterior muscle recruitment whereby the main internal rotator muscles of the shoulder revealed the most consistent results.
Prozessorientierte Messung der Customer Experience am Beispiel der Telekommunikationsindustrie
(2018)
Hohe Wettbewerbsintensität und gestiegene Kundenanforderungen erfordern bei Telekommunikationsunternehmen eine aktive Gestaltung der Customer Experience (CX). Ein wichtiger Aspekt dabei ist die CX-Messung. Traditionelle Zufriedenheitsmessungen sind oft nicht ausreichend, um die Kundenerfahrung in komplexen Prozessen vollständig zu erfassen. Daher wird in diesem Kapitel eine prozessübergreifende Referenzlösung zur CX-Messung am Beispiel der Telekommunikationsindustrie vorgeschlagen. Ausgangspunkt ist ein industriespezifisches Prozessmodell, das sich an dem Referenzmodell eTOM orientiert. Dieses wird um Messpunkte erweitert, die Schwachstellen in Bezug auf die CX identifizieren. Für die erkannten Schwachstellen werden über eine Referenzmatrix mögliche Auslöser abgeleitet und anhand von typischen Geschäftsfallmengen bewertet. Somit ist eine direkte Zuordnung und Erfolgsmessung konkreter Maßnahmen zur Behebung der Schwachstellen möglich. Die so entwickelte Referenzlösung wurde im Projekt K1 bei der Deutschen Telekom erfolgreich umgesetzt. Details zur Umsetzung werden als Fallstudien dargestellt.
Phase Repeatable Synthesizers as a New Harmonic Phase Standard for Nonlinear Network Analysis
(2018)
The inverse scattering problem for a conductive boundary condition and transmission eigenvalues
(2018)
In this paper, we consider the inverse scattering problem associated with an inhomogeneous media with a conductive boundary. In particular, we are interested in two problems that arise from this inverse problem: the inverse conductivity problem and the corresponding interior transmission eigenvalue problem. The inverse conductivity problem is to recover the conductive boundary parameter from the measured scattering data. We prove that the measured scatted data uniquely determine the conductivity parameter as well as describe a direct algorithm to recover the conductivity. The interior transmission eigenvalue problem is an eigenvalue problem associated with the inverse scattering of such materials. We investigate the convergence of the eigenvalues as the conductivity parameter tends to zero as well as prove existence and discreteness for the case of an absorbing media. Lastly, several numerical and analytical results support the theory and we show that the inside–outside duality method can be used to reconstruct the interior conductive eigenvalues.
On the flight performance impact of landing gear drag reduction methods for unmanned air vehicles
(2018)
The flight performance impact of three different landing gear configurations on a small, fixed-wing UAV is analyzed with a combination of RANS CFD calculations and an incremental flight performance algorithm. A standard fixed landing gear configuration is taken as a baseline, while the influence of retracting the landing gear or applying streamlined fairings is investigated. A retraction leads to a significant parasite drag reduction, while also fairings promise large savings. The increase in lift-to-drag ratio is reduced at high lift coefficients due to the influence of induced drag. All configurations are tested on three different design missions with an incremental flight performance algorithm. A trade-off study is performed using the retracted or faired landing gear's weight increase as a variable. The analysis reveals only small mission performance gains as the aerodynamic improvements are negated by weight penalties. A new workflow for decision-making is presented that allows to estimate if a change in landing gear configuration is beneficial for a small UAV.
Physical interaction with small solar system bodies (SSSB) is the next step in planetary science, planetary in-situ resource utilization (ISRU), and planetary defense (PD). It requires a broader understanding of the surface properties of the target objects, with particular interest focused on those near Earth. Knowledge of composition, multi-scale surface structure, thermal response, and interior structure is required to design, validate and operate missions addressing these three fields. The current level of understanding is occasionally simplified into the phrase, ”If you’ve seen one asteroid, you’ve seen one asteroid”, meaning that the in-situ characterization of SSSBs has yet to cross the threshold towards a robust and stable scheme of classification. This would enable generic features in spacecraft design, particularly for ISRU and science missions. Currently, it is necessary to characterize any potential target object sufficiently by a dedicated pre-cursor mission to design the mission which then interacts with the object in a complex fashion. To open up strategic approaches, much broader in-depth characterization of potential target objects would be highly desirable. In SSSB science missions, MASCOT-like nano-landers and instrument carriers which integrate at the instrument level to their mothership have met interest. By its size, MASCOT is compatible with small interplanetary missions. The DLR-ESTEC Gossamer Roadmap Science Working Groups‘ studies identified Multiple Near-Earth asteroid (NEA) Rendezvous (MNR) as one of the space science missions only feasible with solar sail propulsion. The Solar Polar Orbiter (SPO) study showed the ability to access any inclination, theDisplaced-L1 (DL1) mission operates close to Earth, where objects of interest to PD and for ISRU reside. Other studies outline the unique capability of solar sails to provide access to all SSSB, at least within the orbit of Jupiter, and significant progress has been made to explore the performance envelope of near-term solar sails for MNR. However, it is difficult for
sailcraft to interact physically with a SSSB. We expand and extend the philosophy of the recently qualified DLR Gossamer solar sail deployment technology using efficient multiple sub-spacecraft integration to also include landers for one-way in-situ investigations and sample-return missions by synergetic integration and operation of sail and lander. The MASCOT design concept and its characteristic features have created an ideal counterpart for thisand has already been adapted to the needs of the AIM spacecraft, former part of the NASA-ESA AIDA missionDesigning the 69th International Astronautical Congress (IAC), Bremen, Germany, 1-5 October 2018. IAC-18-F1.2.3 Page 2 of 17 combined spacecraft for piggy-back launch accommodation enables low-cost massively parallel access to the NEA population.
Physical interaction with small solar system bodies (SSSB) is key for in-situ resource utilization (ISRU). The design of mining missions requires good understanding of SSSB properties, including composition, surface and interior structure, and thermal environment. But as the saying goes "If you've seen one asteroid, you've seen one Asteroid": Although some patterns may begin to appear, a stable and reliable scheme of SSSB classification still has to be evolved. Identified commonalities would enable generic ISRU technology and spacecraft design approaches with a high degree of re-use. Strategic approaches require much broader in-depth characterization of the SSSB populations of interest to the ISRU community. The DLR-ESTEC GOSSAMER Roadmap Science Working Groups identified target-flexible Multiple Near-Earth asteroid (NEA) Rendezvous (MNR) as one of the missions only feasible with solar sail propulsion, showed the ability to access any inclination and a wide range of heliocentric distances as well as continuous operation close to Earth's orbit where low delta-v objects reside.
Cloud Computing wirft in zahlreichen Rechtsbereichen neuartige juristische Fragestellungen auf. Ziel der Darstellung der rechtlichen Rahmenbedingungen ist, die das Identitätsmanagement in der Cloud betreffenden Rechtsgrundlagen aus den unterschiedlichen Rechtsgebieten vorzustellen und einzuordnen, bevor im Rahmen des sechsten Kapitels die Darstellung der hieraus resultierenden Verpflichtungen in ihrer konkreten Form erfolgt.
Textsammlung mit allen für den Datenschutz in Kirchen maßgeblichen Regelwerken: DSGVO, KDG, KDR-OG und DSG-EKD sowie begleitende Verordnungen KDO-DVO und ITSVO-EKD. Die vorliegende Textsammlung enthält neben dem zentralen Regelwerk, der Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) in ihrer letzten korrigierten Fassung vom 19. April 2018, die Normen des kirchlichen Rechts, die aufgrund der DSGVO neu erlassen wurden. Auf Seiten der katholischen Kirche sind dies das Gesetz über den Kirchlichen Datenschutz (KDG) und die Kirchliche Datenschutzregelung der Ordensgemeinschaft päpstlichen Rechts (KDR-OG); zudem findet die Verordnung zur Durchführung der Anordnung über den kirchlichen Datenschutz (KDO-DVO) weiterhin entsprechende Anwendung. Die evangelische Kirche novellierte das Kirchengesetz über den Datenschutz der Evangelischen Kirche in Deutschland (DSG-EKD) und hielt an der Verordnung zur Sicherheit der Informationstechnik (ITSVO-EKD) fest. Ergänzt wird das Werk durch Verweise auf maßgebliche Veröffentlichungen der Artikel-29-Datenschutzgruppe und der weltlichen und kirchlichen Datenschutzaufsichtsbehörden. Damit richtet sich das vorliegende Werk vor allem an kirchliche Gemeinden sowie Unternehmen in kirchlicher Trägerschaft und ihre Datenschutzbeauftragten wie gleichermaßen an private Unternehmen, Kanzleien und Berater mit kirchlicher Kundschaft bzw. Mandantschaft.
Datenschutz und der 25.5.2018, wie ein Damoklesschwert scheinen beide Begriffe zurzeit im Raum zu stehe. Jeder weiß oder sollte zumindest um das Inkrafttreten der europäischen DSGVO am 25.5.2018 wissen. Viel wurde über wesentliche Neuerungen im Datenschutzrecht berichtet. Nicht zuletzt über gesteigerte organisatorische Anforderungen, Dokumentationspflichten und drohende Bußgelder. Doch was bedeuten diese Neuerungen ganz konkret für die Praxis des Steuerberaters? Anders als man vermuten könnte, werden die datenschutzrechtlichen Neuerungen nicht nur im Bereich der Kanzleiorganisation relevant. Auch im Steuerverwaltungsverfahren sieht sich der Steuerberater datenschutzrechtlichen Fragestellungen gegenüber, bspw. dann, wenn die Finanzbehörden bei der Verarbeitung der personenbezogenen Daten des Mandanten gegen die DSGVO verstoßen. Gleiches gilt in Bereichen des Beschäftigtendatenschutzes. Sowohl der Kanzleiinhaber selbst, als auch seine Arbeitgeber-Mandanten haben die Vorschriften des Beschäftigtendatenschutzes einzuhalten. Der Steuerberater benötigt datenschutzrechtliches Know How, welches unmittelbar seine tägliche Praxis betrifft. Andernfalls besteht das Risiko, dass dieser mit mehr Fragen, als Antworten zurück bleibt.
Das neue kirchliche Datenschutzrecht – Herausforderungen für Unternehmen der Privatwirtschaft
(2018)
Das Kopplungsverbot fristete – obwohl in rechtswissenschaftlicher Literatur seit jeher diskutiert – unter der Geltung des BDSG ein Schattendasein. Mit der Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) ist eine Änderung absehbar: Der neue Art. EWG_DSGVO Artikel 7 Abs. EWG_DSGVO Artikel 7 Absatz 4 DS-GVO stellt klar, dass die Leistungserbringung nicht von der Einwilligungserteilung abhängig gemacht werden darf. Doch dieses scheinbare Novum des Datenschutzrechts wirft zahlreiche Fragen auf. Während vor allem Vertreter der unternehmerischen Praxis die Anwendung des Kopplungsverbots in zahlreichen Konstellationen ablehnen, beschwören dessen Apologeten das Ende sämtlicher „datenfinanzierten“ Dienste herauf. Der vorliegende Beitrag gibt Einblick in die Regelungstiefe einer Norm, die das Web 2.0 revolutionieren könnte, und schlägt eine Lösung vor, die dem Schutz der Privatsphäre des Betroffenen und den wirtschaftlichen Interessen von Diensteanbietern gleichermaßen gerecht wird.
Die Rechtsfigur der gemeinsamen Verantwortlichkeit beschäftigt die datenschutzrechtliche Literatur seit Langem. Die Bestimmung der Verantwortlichkeit bei arbeitsteiligen Verarbeitungsverfahren, welche vor allem bei heutigen Plattformdiensten üblich sind, ist komplex: Stets sind mehrere Akteure beteiligt und in der Regel werden durch die Handlung eines Beteiligten mehrere Verarbeitungsschritte ausgelöst. Nun hat sich der EuGH in einem in mehrfacher Hinsicht bemerkenswerten Urteil geäußert.
Die Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) regelt in ihrem Art. 3 das räumlich anwendbare Datenschutzrecht und zielt dabei gerade auch auf Angebote nichteuropäischer Diensteanbieter ab. Die bisherige Diskussion konzentriert sich bislang in erster Linie darauf, das eingeführte Marktortprinzip zu thematisieren; das weitgehend unangetastete
Niederlassungsprinzip und vor allem die Probleme, die sich durch dessen unveränderte Beibehaltung ergeben, werden dagegen nicht erörtert. Der folgende Beitrag versucht sich an einer systematischen Analyse eines teils kontrovers, teils kaum diskutierten Themas.
Nach einem intensiven politischen Diskurs wurde im vergangenen Jahr die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) verabschiedet. Die DSGVO ersetzt zum 25.5.2018 die bislang geltende, aus dem Jahre 1995 stammende Datenschutz-Richtlinie 95/46/EG. Die Novellierung des Datenschutzrechts bringt zahlreiche neue Anforderungen mit sich. Unternehmen sind daher gezwungen, sich auf die Änderungen einzustellen, ihre datenschutzrelevanten Prozesse im Hinblick auf die neuen Anforderungen zu überprüfen und bis zum Mai 2018 an der DSGVO auszurichten. Der Beitrag gibt einen kurzen Überblick über die zentralen Aspekte der Datenschutzreform und die damit einhergehenden Herausforderungen für Unternehmen.
The Dry-Low-NOx (DLN) Micromix combustion technology has been developed as low emission combustion principle for industrial gas turbines fueled with hydrogen or syngas. The combustion process is based on the phenomenon of jet-in-crossflow-mixing (JICF). Fuel is injected perpendicular into the air-cross-flow and burned in a multitude of miniaturized, diffusion-like flames. The miniaturization of the flames leads to a significant reduction of NOx emissions due to the very short residence time of reactants in the flame. In the Micromix research approach, computational fluid dynamics (CFD) analyses are validated toward experimental results. The combination of numerical and experimental methods allows an efficient design and optimization of DLN Micromix combustors concerning combustion stability and low NOx emissions. The paper presents a comparison of several numerical combustion models for hydrogen and hydrogen-rich syngas. They differ in the complexity of the underlying reaction mechanism and the associated computational effort. The performance of a hybrid eddy-break-up (EBU) model with a one-step global reaction is compared to a complex chemistry model and a flamelet generated manifolds (FGM) model, both using detailed reaction schemes for hydrogen or syngas combustion. Validation of numerical results is based on exhaust gas compositions available from experimental investigation on DLN Micromix combustors. The conducted evaluation confirms that the applied detailed combustion mechanisms are able to predict the general physics of the DLN-Micromix combustion process accurately. The FGM method proved to be generally suitable to reduce the computational effort while maintaining the accuracy of detailed chemistry.
Human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPS-CM) today are widely used for the investigation of normal electromechanical cardiac function, of cardiac medication and of mutations. Computational models are thus established that simulate the behavior of this kind of cells. This section first motivates the modeling of hiPS-CM and then presents and discusses several modeling approaches of microscopic and macroscopic constituents of human-induced pluripotent stem cell-derived and mature human cardiac tissue. The focus is led on the mapping of the computational results one can achieve with these models onto mature human cardiomyocyte models, the latter being the real matter of interest. Model adaptivity is the key feature that is discussed because it opens the way for modeling various biological effects like biological variability, medication, mutation and phenotypical expression. We compare the computational with experimental results with respect to normal cardiac function and with respect to inotropic and chronotropic drug effects. The section closes with a discussion on the status quo of the specificity of computational models and on what challenges have to be solved to reach patient-specificity.
Fahrzeugreifen
(2018)
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit zumindest einem radial außen befindlichen Gummilaufstreifen, Wulstbereichen für den Anschluss an eine Felge und mit auf einer Gummimischung basierenden Seitenwandbereichen zwischen Gummilaufstreifen und den Wulstbereichen. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung solcher Fahrzeugreifen. Um den Anteil der umweltschädlichen Substanzen, insbesondere im Innenstadtbereich, zu reduzieren weisen die Seitenwandbereiche auf der äußeren Oberfläche eine für den oxidativen Abbau von Molekülen photokatalytisch aktive Substanz auf.
For smaller railway operators or those with a diverse fleet, it can be difficult to collect sufficient data to improve maintenance programs. At the same time, new rules such as entity in charge of maintenance – ECM – regulations impose an additional workload by requiring a dedicated maintenance management system and specific reports. The RailCrowd platform sets out to facilitate compliance with ECM and similar regulations while at the same time pooling anonymised fleet data across operators to form virtual fleets, providing greater data insights.
Durch die Bauforschung im Rahmen des mehrjährigen Projektes "Die Hochkorridore von Sabbioneta" konnten der Verlauf und viele Anschlüsse der hochliegenden Gänge an bestehende Bauten weitgehend geklärt werden. Im Bereich der Chiesa della SS. Maria Incoronata und des angrenzenden Servitenklosters führten die Bauuntersuchungen zu völlig neuen Erkenntnissen über den ehemaligen Verlauf des Hochkorridors und damit zu einer Neuinterpretation des baulichen Ensembles sowie seiner Bedeutung für die Idealstadt. Aus dieser historischen Umdeutung entstanden Ideen für die Umnutzung des ehemaligen Servitenklosters und seiner angrenzenden Freiflächen, die im Rahmen von studentischen Entwürfen am Lehrstuhl für Baugeschichte und Denkmalpflege in Kooperation mit dem Lehrstuhl für Landschaftsarchitektur der RWTH Aachen weiterentwickelt wurden. Somit stellten sich Befunde einer historisch orientierten Bauforschung mit übergeordneter Fragestellung als neue Impulsgeber für Stadtplanung, Architektur und Denkmalpflege heraus.
Schwellenreiten
(2018)
Impact of electric propulsion technology and mission requirements on the performance of VTOL UAVs
(2018)
One of the engineering challenges in aviation is the design of transitioning vertical take-off and landing (VTOL) aircraft. Thrust-borne flight implies a higher mass fraction of the propulsion system, as well as much increased energy consumption in the take-off and landing phases. This mass increase is typically higher for aircraft with a separate lift propulsion system than for aircraft that use the cruise propulsion system to support a dedicated lift system. However, for a cost–benefit trade study, it is necessary to quantify the impact the VTOL requirement and propulsion configuration has on aircraft mass and size. For this reason, sizing studies are conducted. This paper explores the impact of considering a supplemental electric propulsion system for achieving hovering flight. Key variables in this study, apart from the lift system configuration, are the rotor disk loading and hover flight time, as well as the electrical systems technology level for both batteries and motors. Payload and endurance are typically used as the measures of merit for unmanned aircraft that carry electro-optical sensors, and therefore the analysis focuses on these particular parameters.
Malaria infection remains a significant risk for much of the population of tropical and subtropical areas, particularly in developing countries. Therefore, it is of high importance to develop sensitive, accurate and inexpensive malaria diagnosis tests. Here, we present a novel aptamer-based electrochemical biosensor (aptasensor) for malaria detection by impedance spectroscopy, through the specific recognition between a highly discriminatory DNA aptamer and its target Plasmodium falciparum lactate dehydrogenase (PfLDH). Interestingly, due to the isoelectric point (pI) of PfLDH, the aptasensor response showed an adjustable detection range based on the different protein net-charge at variable pH environments. The specific aptamer recognition allows sensitive protein detection with an expanded detection range and a low detection limit, as well as a high specificity for PfLDH compared to analogous proteins. The specific feasibility of the aptasensor is further demonstrated by detection of the target PfLDH in human serum. Furthermore, the aptasensor can be easily regenerated and thus applied for multiple usages. The robustness, sensitivity, and reusability of the presented aptasensor make it a promising candidate for point-of-care diagnostic systems.
Purpose — to compare the chemical elemental composition of vitreous cavity content taken from cadaveric eyes compared to samples taken from the eyes with terminal stage refractory glaucoma with decompensated intraocular pressure (IOP). Material and methods. The vitreous contents of the eyes from 2 groups were studied. The 1st group included 15 cadaveric eyes; the 2nd group included 15 eyes with refractory glaucoma in the terminal stage of the disease with decompensated IOP in patients with hypertension pain. The vitreal content samples were taken in the course of antiglaucoma surgery aimed at preserving the eye as an organ and involving employment of drainage in the vitreous cavity. The study of virtual contents was carried out on energy dispersive spectrometer Oxford X-Max 50 integrated into scanning electron microscope Zeiss EVO LS10. Results. Increased concentrations of Kalium and Phosphorus were detected in the vitreous content of cadaveric eyes compared with the vitreal content from the eyes with terminal glaucoma with decompensated IOP taken in vivo (K — 0.172/0.093; P — 0.045/0.025 mmol/L). In the vitreous cavity in the eyes with end-stage glaucoma with decompensated IOP, the concentration of Nitrogen was higher in comparison with human cadaver eyes (2.030/1.424 mmol/L). Conclusion. The increased concentrations of Kalium and Phosphorus in the vitreous content of cadaveric eyes is associated with postmortem autolytic processes and with the release of intracellular content in the destruction of cell membranes. The increased Nitrogen concentration in the vitreal contents of the eyes with terminal stage glaucoma with decompensated IOP may be associated with the presence of osmotically active nitrogen-containing compounds in the eyes with increased IOP.
Many efforts are made worldwide to establish magnetic fluid hyperthermia (MFH) as a treatment for organ-confined tumors. However, translation to clinical application hardly succeeds as it still lacks of understanding the mechanisms determining MFH cytotoxic effects. Here, we investigate the intracellular MFH efficacy with respect to different parameters and assess the intracellular cytotoxic effects in detail. For this, MiaPaCa-2 human pancreatic tumor cells and L929 murine fibroblasts were loaded with iron-oxide magnetic nanoparticles (MNP) and exposed to MFH for either 30 min or 90 min. The resulting cytotoxic effects were assessed via clonogenic assay. Our results demonstrate that cell damage depends not only on the obvious parameters bulk temperature and duration of treatment, but most importantly on cell type and thermal energy deposited per cell during MFH treatment. Tumor cell death of 95% was achieved by depositing an intracellular total thermal energy with about 50% margin to damage of healthy cells. This is attributed to combined intracellular nanoheating and extracellular bulk heating. Tumor cell damage of up to 86% was observed for MFH treatment without perceptible bulk temperature rise. Effective heating decreased by up to 65% after MNP were internalized inside cells.
Magnetic nanoparticles (MNPs) are used as therapeutic and diagnostic agents for local delivery of heat and image contrast enhancement in diseased tissue. Besides magnetization, the most important parameter that determines their performance for these applications is their magnetic relaxation, which can be affected when MNPs immobilize and agglomerate inside tissues. In this letter, we investigate different MNP agglomeration states for their magnetic relaxation properties under excitation in alternating fields and relate this to their heating efficiency and imaging properties. With focus on magnetic fluid hyperthermia, two different trends in MNP heating efficiency are measured: an increase by up to 23% for agglomerated MNP in suspension and a decrease by up to 28% for mixed states of agglomerated and immobilized MNP, which indicates that immobilization is the dominant effect. The same comparatively moderate effects are obtained for the signal amplitude in magnetic particle spectroscopy.